科学家成功“重建”早期鸟类大脑

10月2日报道 据美国《科学》周刊网站9月27日报道，科学家成功“重建”了早期鸟类大脑。

“鸟脑”（意为笨蛋）这种侮辱性的说法可以见鬼去了。我们会飞的朋友的大脑中充斥着神经元，最近的研究还显示，鸟类能够开发出复杂的工具，甚至可以分辨出莫奈和毕加索的画作。但是，从进化的角度看，鸟类的这种智慧是后来发展起来的，还是可以追溯到几千万年前呢？

在巴西出土的一块保存完好的化石或许能提供一些答案。这块有8000万年历史的鸟类头骨包含了先进的大脑结构印象，这表明早期鸟类像现代鸟类一样聪明。

这个保存完好的脑壳来自现已灭绝的一种鸟类，它“很不寻常……是一大进展”。未参与该研究的菲尔德自然历史博物馆的进化生物学家马泰奥·法布里说：“这是我们第一次非常好地掌握有关（这一群体）大脑的信息。”

报道称，鸟类在大约1.65亿年前至1.5亿年前开始由恐龙进化而来。最早的一些——其祖先是像迅猛龙这样的肉食代表——是著名的有羽毛的始祖鸟。随着时间的推移，鸟类分化成了一个称为反鸟的群体和后来成为现代鸟类的近亲群体。

反鸟的体型从蜂鸟到火鸡的大小不等，它们在始于1.3亿年前的中生代开始飞向天空。这种生物后来分布到地球各处，在6600万年前与恐龙一同灭绝于一场小行星撞击。这份研究报告的作者之一、剑桥大学古生物学家丹尼尔·菲尔德说，处在始祖鸟和当今鸟类之间的位置使它们“在恐龙-鸟类系谱上占据了神奇的位置”。

为了重建古代鸟类的大脑，研究人员需要保留了大脑所处的空心空间的化石：脑壳。但此前还没有找到过保存了这一空间的反鸟骨骼——直到这次的新发现。

2004年，研究报告的另一位作者、巴西马里利亚古生物博物馆的古生物学家威廉·纳瓦在巴西东南部普鲁登特总统城附近挖掘出了一块有8000万年历史的罕见化石。研究人员从这个城市的骨层中挖出了一个1厘米宽的颅骨的一部分，这块骨头和其他骨头一起嵌在一块厚厚的岩石中。他们凿出了一块包含脑壳的较小的碎片，并将其形状与其他已知古代鸟类的脑壳形状进行了比较，结果得出结论认为它是反鸟。

当菲尔德和同校古生物学家吉勒莫·纳瓦隆第一次见到这个化石的时候，纳瓦隆说：“我们简直要哭了。这是梦想成真了。”

在实验室中，研究人员用显微CT扫描仪对仍嵌在岩石中的脑壳进行了成像，这个机器能对化石进行断层X光扫描。软件随后在计算机上虚拟重建了颅骨，这样科学家就可以看到脑壳的内部，并对脑壳内的器官进行建模。

研究报告的作者、洛杉矶县自然历史博物馆的古生物学家路易斯·恰佩说，从外表看，这个部分颅骨看起来很原始，“就像一个小小的恐龙”。但重建后的大脑令研究人员感到吃惊。

它是弯曲的：不是平躺在一个平面上，而是像一个字母C那样旋转和弯曲，脑干向下指着。头骨后部连接头部和大脑与颈和脊髓的大孔指向下方，就像现代的蜂鸟和鹰，而不是像古代始祖鸟和亲缘关系较近的恐龙那样，从脑后垂直伸出。

与其亲戚恐龙相比，弯曲可以让反鸟将更多脑容量塞入其微小的颅骨中。研究小组今天发表在英国《皇家学会生物学分会学报》上的报告称，反鸟还拥有一个巨大且扭曲的内耳结构，这有助于保持平衡。对活禽进行的一些研究表明，这种内耳构造能促进飞行技能，但恰佩又说，尚不清楚形状和功能之间的直接联系。这块化石现在收藏在马里利亚古生物博物馆。

法布里说，这一发现显示，这种曲折的大脑和大的内耳比原先认为的进化时间更早。但这还不是故事的结尾。一些现代鸟类反而缺乏这些特征，因此还有一个问题，即这种新发现的大脑特征是很久以前进化出一次，后来又在某些群体中消失了，还是进化了两次：一次在反鸟中，一次在一些现代鸟类中。

法布里说，最好的办法是发现更多的三维脑壳。研究团队说，他们正在开展这项任务。纳瓦隆说：“我们（在普鲁登特总统城的发掘现场）发现了更多惊人的颅骨遗骸。这只是开胃菜。”